×

高阶重叠方法的并行直接切割算法及其在旋转高尔夫球上的应用。 (英语) Zbl 1416.76103号

概述:Overset方法通常用于有效模拟涉及复杂几何形状和运动物体(如旋翼机)的问题。本文提出了一种新的基于直接切割方法的过集域连通性算法,适用于高阶曲面网格上的GPU加速解算器。与以前的方法相比,它能够利用现代加速器的高度数据并行特性。此外,该方法在处理高阶方法中出现的弯曲网格方面也更有效。提出了一种新算法的实现方法,并结合了一个高阶流体动力学代码。该算法针对几个基准问题进行了验证,包括雷诺数为150000的旋转高尔夫球上方的流动。

MSC公司:

76M10个 有限元方法在流体力学问题中的应用
65M60毫米 涉及偏微分方程初值和初边值问题的有限元、Rayleigh-Ritz和Galerkin方法
第65年 并行数值计算
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用

参考文献:

[1] Meakin,R.L.,复合重叠结构网格,(Thompson,J.F.;Soni,B.K.;Weatherill,N.P.,网格生成手册(1999),CRC出版社),第11章·Zbl 0980.65500号
[2] Wissink,A.,《计算流体动力学的重叠双网格求解器》(第七届国际计算流体动力学会议,第七届计算流体动力学国际会议,ICCFD7(2012))
[3] Pulliam,T.H.,《高精度有限差分方法:如溢流中所见》(第20届AIAA计算流体动力学会议(2011年))
[4] 布宁,P.G。;Pulliam,T.H.,《重叠网格的近体网格自适应》,(第46届AIAA流体动力学会议(2016年))
[5] Wissink,A.,Helios解算器开发,包括链网,口头演示,(第11届Overset Composite Grids and Solution Technology研讨会(2012))
[6] 纳斯塔斯,C。;Mavrilis,D。;Sitaraman,J.,《气动问题的重叠非结构化网格间断Galerkin方法》(第49届美国航空航天协会航空科学会议(2011年))
[7] 文森特,P。;威瑟登,F。;弗米尔,B。;Park,J.S。;Iyer,A.,《用PB级的python实现绿色航空》,(《高性能计算、网络、存储和分析国际会议论文集》。《高性能计算、网络、存储和分析国际会议论文集》,SC’16(2016),IEEE出版社:IEEE Press Piscataway,NJ,USA)
[8] 佛梅尔,公元前。;F.D.威瑟顿。;Vincent,P.E.,《关于GPU加速高阶方法在非恒定流模拟中的应用:与行业标准工具的比较》,J.Compute。物理。,333, 497-521 (2017)
[9] W.H.Reed,T.R.Hill,《中子输运方程的三角形网格方法》,洛斯阿拉莫斯科学实验室技术报告LA-UR-73-379。;W.H.Reed,T.R.Hill,中子输运方程的三角网格法,洛斯阿拉莫斯科学实验室技术报告LA-UR-73-379。
[10] 科普里瓦,D.A。;Kolias,J.H.,可压缩流动的保守交错网格Chebyshev多域方法,J.Compute。物理。,125, 244-261 (1996) ·兹伯利0847.76069
[11] 孙,Y。;王振杰。;Liu,Y.,非结构化六面体网格上Navier-Stokes方程的高阶多域谱差分方法,Commun。计算。物理。,2, 310-333 (2007) ·Zbl 1164.76360号
[12] Huynh,H.T.,高阶方案的通量重建方法,包括间断Galerkin方法,(第47届美国航空航天局航空科学会议(2009年))
[13] 赫塞文,J.S。;Warburton,T.,Nodal Discontinuous Galerkin Methods:Algorithms,Analysis,and Applications(2008),Springer-Verlag:Springer-Verlag纽约·Zbl 1134.65068号
[14] 罗梅罗,J。;威瑟登,F。;Jameson,A.,三角形网格上平流扩散问题的直接通量重建方案,J.Sci。计算。,73, 1115-1144 (2017) ·Zbl 1381.65084号
[15] Galbraith,M.C.,《间断Galerkin Overset解算器》(2013),辛辛那提大学博士论文
[16] Brazell,M.J。;Sitaraman,J。;Mavrilis,D.,三维混合单元高阶离散的重叠网格方法,(第53届美国航空航天协会航空科学会议(2015))·Zbl 1351.76050号
[17] Brazell,M.J。;柯比,A.C。;Mavrilis,D.J.,用于重叠模拟的高阶非连续-Galerkin八叉树AMR解算器,(第23届AIAA计算流体动力学会议(2017))
[18] 加尔布雷思,M.C。;Benek,J.A。;奥奎斯,P.D。;Turner,M.G.,非连续Galerkin嵌合体格式,计算。流体,98,27-53(2014)·Zbl 1391.76327号
[19] 克雷比尔,J。;A.詹姆逊。;Sitaraman,J.,移动和变形网格的高阶过集方法,(AIAA建模与仿真技术会议(2016)),AIAA2016-3225
[20] 段,Z。;Wang,Z.J.,用于重叠链和笛卡尔网格以及移动边界的高阶FR/CPR方法,(第23届AIAA计算流体动力学会议(2017年))
[21] 柯比,A.C。;Brazell,M.J。;杨,Z。;罗伊·R。;阿赫拉比,B.R。;Mavrilis,D.J。;Stoellinger,M.K。;Sitaraman,J.,使用重叠的风电场模拟马力-叶片重新求解涡轮模型的自适应方法,(第23届AIAA计算流体动力学会议(2017年))
[22] Chandar博士。;Sitaraman,J。;Mavrilis,D.,移动物体非结构化重叠网格不可压缩Navier-Stokes解算器的GPU并行化(第50届美国航空航天协会航空科学会议(2012))
[23] Sitaraman,J.,TIOGA:独立于拓扑的重叠网格装配库(2015),CFD的重叠连接库
[24] Sitaraman,J。;Floros,M。;Wissink,A。;Potsdam,M.,《使用重叠网格和自适应网格进行非恒定流计算的并行域连通算法》,J.Compute。物理。,229, 4703-4720 (2010) ·Zbl 1305.76058号
[25] Noack,R.W.,《套孔切割的直接切割方法》(第18届AIAA计算流体动力学会议(2007年))
[26] Bonet,J。;Peraire,J.,《用于三维几何搜索和相交问题的交替数字树算法》,《国际数学家杂志》。方法工程,31,1,1-17(1991)·Zbl 0825.73958号
[27] Lee,Y。;Baeder,J.D.,《隐式孔切割——重叠网格连接的新方法》(第16届AIAA计算流体动力学会议(2003年))
[28] 罗杰,B。;Sitaraman,J.,《分区非结构化网格的稳健高效重叠网格装配》,J.Compute。物理。,260, 1-24 (2014) ·Zbl 1349.65669号
[29] Möller,T.,《快速三角相交测试》,J.Graph。工具,2,2,25-30(1997)
[30] Soni,K。;Chandar,D.D。;Sitaraman,J.,在图形处理单元上开发重叠网格计算流体动力学解算器,计算。流体,58,1-14(2011)·Zbl 1365.76242号
[31] Yamamoto,Y。;Nagai,S。;Koyama,T。;Tsuda,S.公司。;Hirabayashi,N。;Hozumi,K.,高超声速双半球圆柱问题激波相互作用加热的CFD分析和风洞实验,(第40届AIAA航空航天科学会议和展览(2002)),AIAA 2002-0127
[32] Karypis,G。;Kumar,V.,《划分不规则图的快速高质量多级方案》,SIAM J.Sci。计算。,20, 1, 359-392 (1998) ·Zbl 0915.68129号
[33] 肯尼迪,C.A。;Carpenter,M.H。;Lewis,R.M.,可压缩Navier-Stokes方程的低存储显式Runge-Kutta格式,应用。数字。数学。,35, 3, 177-219 (2000) ·兹伯利0986.76060
[34] Butcher,J.C.,《常微分方程的数值方法》(2016),Wiley·Zbl 1354.65004号
[35] 范·里斯,W.M。;伦纳德(A.Leonard)。;普林,D。;Koumoutsakos,P.,《模拟高雷诺数下周期性旋涡流动的旋涡和伪谱方法的比较》,J.Compute。物理。,230, 2794-2805 (2011) ·Zbl 1316.76066号
[36] 2013年第二届高阶CFD方法国际研讨会。;2013年第二届高阶CFD方法国际研讨会。
[37] 第四届高阶CFD方法国际研讨会,2016年。;2016年,第四届高阶CFD方法国际研讨会。
[38] Bearman,P.W。;哈维,J.K.,高尔夫球空气动力学,航空。Q.,27,112-122(1976)
[39] Mehta,R.D.,《运动球的空气动力学》,年。流体力学版次。,17, 151-189 (1985)
[40] 青木,K。;Muto,K。;Okanaga,H.,高尔夫旋转球的空气动力学特性和流动模式,Proc。工程,2,2,2431-2436(2010)
[41] Muto,M。;Tsubokura,M。;大岛,N.,在临界雷诺数附近旋转球体上的负magnus升力,Phys。流体,24,第014102条pp.(2012)
[42] Choi,J.等人。;Jeon,W.-P。;Choi,H.,球面凹坑减阻机理,物理。流体,18,第041702条pp.(2006)
[43] Ting,L.L.,cfd技术在分析凹坑高尔夫球三维空气动力学行为中的应用,(ASME国际机械工程大会和博览会(2002))
[44] Ting,L.L.,酒窝尺寸和深度对高尔夫球空气动力学的影响,(第四届ASME/JSME联合流体工程会议(2003))
[45] 李,J。;Tsubokura,M。;Tsunoda,M.,临界雷诺数附近高尔夫球周围流动的数值研究及其与光滑球体的比较,flow Turbul。库布斯特。,95415-436(2015年)
[46] 史密斯,C.E。;北卡罗来纳州贝拉特利斯。;巴拉拉斯,E。;Squires,K。;Tsunoda,M.,亚临界和超临界状态下高尔夫球上方流动的数值研究,Int.J.热流体流动,31262-273(2010)
[47] 乔杜里,H。;Loganathan,B。;王,Y。;芥菜,I。;Alam,F.,高尔夫球阻力的酒窝特征研究,Proc。工程师,14787-91(2016)
[48] P.R.Eiseman。;埃比尼泽,S.J。;苏达尔沙南,V。;Anbumani,V.,Gridpro手册(2017),可从以下网站下载
[49] 辛登朗,F。;Bolemann,T。;Munz,C.-D.,高阶非连续Galerkin模拟的网格弯曲技术,(IDIHOM:高阶方法的工业化——自顶向下方法(2015),Springer),133-152
[50] F.D.威瑟顿。;Farrington,A.M。;Vincent,P.E.,PyFR:一个开源框架,用于使用流量重建方法解决流架构上的对流-扩散类型问题,Compute。物理学。社区。,185, 3028-3040 (2014) ·Zbl 1348.65005号
[51] Geuzaine,C。;Remacle,J.-F.,Gmsh:一个具有内置预处理和后处理设施的三维有限元网格生成器,国际期刊Numer。方法工程(Mesh-Generation Software),79,11,1309-1331(2009)·Zbl 1176.74181号
[52] 威瑟登,F。;弗米尔,B。;Vincent,P.,使用PyFR在混合非结构化网格上进行异构计算,Compute。流体,120173-186(2015)·Zbl 1390.76014号
[53] 沃兹尼亚克,B.D。;F.D.威瑟顿。;F.P.罗素。;文森特,体育。;Kelly,P.H.,GiMMiK:为加速器生成定制矩阵乘法内核:应用于高阶计算流体动力学,计算。物理学。社区。,202, 12-22 (2016)
[54] Romero,J.D.,《高阶流体流动模拟直接通量重建方案的开发》(2017年),斯坦福大学博士论文
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。